Los fabricantes a menudo utilizan la métrica OEE (Efectividad General del Equipo) para rastrear la eficiencia de los procesos industriales, abarcando máquinas, personas y materiales. OEE tiene en cuenta 3 indicadores clave de rendimiento: La disponibilidad de recursos (es decir, el tiempo de actividad de la máquina), su rendimiento (es decir, el tiempo de funcionamiento) y la calidad de su producción.
Este artículo analiza cómo se pueden calcular estos indicadores utilizando las Variables Sintéticas de Ubidots para luego calcular el OEE utilizando esos resultados.
OEE = Disponibilidad x Rendimiento x Calidad
1. Cálculo de Disponibilidad
La disponibilidad de una máquina se refiere al tiempo que realmente opera en comparación con el tiempo de producción planificado.
Para el tiempo de producción planificado, se tienen en cuenta cosas como la duración de los turnos y los descansos.
El tiempo que la máquina realmente opera suele ser menor que el tiempo planificado debido a múltiples factores variables que van desde problemas humanos hasta incluso fallas de la máquina, todos los cuales deben ser calculados adecuadamente aquí.
Puede que decida no incluir algún tipo de tiempo de inactividad en su cálculo, lo importante, sin embargo, es ser consistente y siempre considerar las paradas de la misma manera.
Disponibilidad % = Tiempo de Operación / Tiempo de Producción Planificado
Tanto el tiempo de operación como el tiempo planificado deben expresarse en minutos.
1.1. Cálculo de disponibilidad en Ubidots
Para nuestro ejemplo, asumimos la siguiente configuración de datos:
Variable de estado: Cada minuto una máquina envía el valor “1” a una variable de Ubidots llamada “estado”.
Variable de tiempo de inactividad: A menudo, una máquina puede seguir funcionando sin realmente producir, lo que puede alterar los resultados; por eso también hacemos un seguimiento de ese tipo de tiempo de inactividad registrándolo con un widget de Entrada Manual una vez al día.
Producción planificada por día: Asumiremos un número fijo de 480 minutos al día. En un escenario más realista, puede que desee registrar esta variable dinámicamente en función de los turnos planificados. Tales datos podrían ser ingresados manualmente o extraídos de un sistema externo. Para crear ETLs personalizados y obtener datos de sistemas externos, como ERPs o MES, en Ubidots, consulte nuestro módulo de UbiFunctions.
Con estas variables, podemos calcular la disponibilidad de la máquina utilizando esta expresión de variable sintética:
(count(<estado>, "1D") - last(<tiempo de inactividad>, "1D")) / 480
La expresión de conteo devolverá el número total de puntos dentro de la variable especificada en 1 día. Dado que sabemos que 1 punto equivale a 1 minuto, el resultado sirve como nuestro tiempo de operación.
Nota:
Cada caso de uso es diferente y su máquina puede estar enviando datos de tiempo de funcionamiento de manera diferente (es decir, un número acumulativo de horas). En tales casos, puede ajustar la variable sintética en consecuencia.
2. Cálculo de Rendimiento
El factor de rendimiento indica qué tan bien opera una máquina al observar su velocidad de trabajo en comparación con su velocidad óptima.
El rendimiento se mide como un porcentaje y tiene en cuenta toda la producción de la máquina, incluidos los desechos. La forma más fácil de calcular el factor de rendimiento es comparar la cantidad real producida con la capacidad de la máquina.
Rendimiento % = Total Producido / Capacidad
2.1. Cálculo de rendimiento en Ubidots
Continuando con nuestro ejemplo, asumamos la siguiente configuración de datos:
Variable de salida: Cada hora nuestra máquina envía la cantidad de unidades producidas a una variable de Ubidots llamada “salida por hora”. Este no sería un contador acumulativo y se reiniciaría cada hora.
Capacidad de la máquina: Asumiremos una capacidad fija de 460 unidades por día. En un escenario más realista, puede que desee registrar esta variable dinámicamente en función de las cifras de producción planificadas. Tales datos podrían ser ingresados manualmente o extraídos de un sistema externo. Para crear ETLs personalizados (Extraer, Transformar, Cargar) y obtener datos de sistemas externos, como Sistemas de Planificación de Recursos Empresariales (ERPs) o Sistemas de Ejecución de Manufactura (MES), en Ubidots, consulte nuestro módulo de UbiFunctions.
Luego crearíamos una variable sintética con la siguiente fórmula:
sum(<salida>, “1D”) / 460
La expresión sum suma todos los valores de la variable seleccionada en el rango de tiempo definido.
Nota:
Cada caso de uso es diferente y su máquina puede estar enviando datos de salida de manera diferente (es decir, cada minuto o un número acumulativo). En tales casos, puede ajustar la variable sintética en consecuencia.
3. Cálculo de Calidad
El factor de calidad, como su nombre indica, se preocupa por las unidades producidas que realmente pueden ser vendidas/utilizadas en comparación con la producción total de la máquina.
Calidad % = (Total Producido – Total de Desechos) / Total Producido
3.1. Cálculo de calidad en Ubidots
Asumamos la siguiente configuración de datos:
Variable de salida: La misma variable utilizada en el cálculo de “Rendimiento”.
Variable de desecho: El número de unidades de desecho que cada máquina produce sería registrado manualmente por los operadores utilizando un widget de Entrada Manual en Ubidots. El valor de desecho se registra una vez al día, por lo que podemos usar la expresión
lasten nuestra variable sintética.En un escenario más sofisticado, el contador de desechos podría ser automatizado utilizando sistemas de visión por computadora para determinar si una unidad producida es defectuosa o no.
Así es como se vería nuestra variable sintética:
(sum(<salida>, "1D") - last(<desecho>, "1D")) / sum(<salida>, "1D")
4. Cálculo de OEE
Una vez que tenemos los indicadores de disponibilidad, rendimiento y calidad, calcular el OEE es muy fácil. Sin embargo, incluso esto se puede calcular en Ubidots con Variables Sintéticas.
La fórmula de OEE es
Disponibilidad x Rendimiento x Calidad = OEELa variable sintética que utilizaremos es
<disponibilidad> * <rendimiento> * <calidad> * 100
Eso es todo, el OEE de nuestra máquina fue del 77.7%.